(57)【要約】磁性的に作動されるバルブに関連した様々な装置及び技術が概して述べられる。いくつかの例示では、バルブは空洞を有するバルブ本体を含んでよい。バルブは空洞に少なくとも部分的に配置されるステムを含んでよい。バルブは、ステムに接続されるバルブ部材を含んでよい。バルブは、空洞に配置される強磁性の作動部材を含んでよい。強磁性の作動部材は、動作可能にステムに接続され、強磁性の作動部材が移動すると、開位置及び閉じる位置の間で、バルブ部材の移動が駆動される。バルブは、バルブ本体の外側のアクチュエーターを含んでよい。アクチュエーターは、第１の磁極部及び第２の磁極部を含んでよい。磁束は、第１の磁極部から強磁性の作動部材を通って、バルブの内側の部分を通る磁束経路における第２の磁極部へ流れてよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブアセンブリであって、
筐体を規定するバルブ本体と、
前記筐体に配置される移動可能なバルブ部材と、
強磁性の部分を有する内側の作動部材であって、前記移動可能なバルブ部材に動作可能に接続された内側の作動部材と、
前記バルブ本体の外側に動作可能に接続された外側のアクチュエーターと、を含み、
前記外側のアクチュエーターは、
前記バルブ本体に隣接する第１の磁極部と、
前記バルブ本体に隣接する第２の磁極部と、を含み、
前記外側のアクチュエーターが、前記内側の作動部材に対して第１の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部、前記第２の磁極部、及び前記内側の作動部材の間に少なくとも第１の磁性抵抗があり、前記外側のアクチュエーターが、前記内側の作動部材に対して第２の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部、前記第２の磁極部、及び前記内側の作動部材の間に少なくとも第２の磁性抵抗があり、前記第２の磁性抵抗は、前記第１の磁性抵抗よりも低く、前記外側のアクチュエーターが前記第２の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部から前記強磁性の部分を通り、前記第２の磁極部への磁束経路は、前記外側のアクチュエーターが回転するときに前記内側の作動部材を回転させるのに十分な磁界強度を有する、バルブアセンブリ。
【請求項２】
前記内側の作動部材は、前記第１の磁極部と並ぶ第１の端部と、前記第２の磁極部と並ぶ第２の端部と、を有する長い部材を含む、請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記磁束経路の磁束は、前記第２の回転位置における前記内側の作動部材を方向づけるのに有効である、請求項１に記載のバルブ。
【請求項４】
少なくともバルブ本体の一部は前記内側の作動部材を含む円筒状の部分を含み、
前記外側のアクチュエーターは、前記バルブ本体の前記円筒状の部分と同心の環状のベース部を含み、
前記第１の磁極部は、前記環状のベース部の第１の位置に配置され、
前記第２の磁極部は、前記環状のベース部の第２の位置に配置される、請求項１に記載のバルブ。
【請求項５】
前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部は、磁石を含み、前記第１の磁極部が前記磁石のＮ極であり、前記第２の磁極部が前記磁石のＳ極である、請求項１に記載のバルブ。
【請求項６】
空洞は、前記外側のアクチュエーターが前記内側の作動部材又はステムに機械的に接続されないようにシールされる、請求項１に記載のバルブ。
【請求項７】
前記移動可能なバルブ部材によって離されている第１ポート及び第２ポートをさらに含む、請求項１に記載のバルブ
【請求項８】
チーターハンドルをさらに含み、
前記チーターハンドルは、少なくとも一つの追加的な磁石を含み、前記少なくとも一つの追加的な磁石は、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の前記磁界強度よりも強い第２の磁界強度を有し、前記チーターハンドルは前記バルブ本体の前記外側に接続されるような寸法及び形状を有する、請求項１に記載のバルブ。
【請求項９】
透磁性の円錐状の部分を含み、
前記透磁性の円錐状の部分は、さらに、第１面の第１ベース及び前記第１面に平行な第２面の第２ベースを含み、前記第２ベースは、前記第１面における前記第１ベースの面積に対して大きな前記第２面における面積を有し、
前記第２ベースは、前記第１の磁極部に接続される、請求項１に記載のバルブ。
【請求項１０】
前記外側のアクチュエーターは、前記バルブ本体から取り外し可能であり、前記バルブ本体は、前記外側のアクチュエーター、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部を加熱することなく加熱される、請求項１に記載のバルブ。
【請求項１１】
バルブであって、前記バルブは、
内側部分及び外側部分を有するバルブ本体であって、前記内側部分が空洞を定義するバルブ本体と、
開位置及び閉位置の間を移動可能な、移動可能なバルブ部材と、
強磁性の部分を有する内側の作動部材であって、前記空洞に配置される非永久的な磁石を含み、前記内側の作動部材は、前記移動可能なバルブ部材に動作可能に接続され、前記内側の作動部材の動きにより、前記開位置及び前記閉位置の間で前記移動可能なバルブ部材が移動するように駆動する内側の作動部材と、
前記バルブ本体の前記外側部分に接続された外側のアクチュエーターと、を含み、
前記外側のアクチュエーターは、
前記バルブ本体の前記外側部分に隣接する第１の磁極部と、
前記バルブ本体の前記外側部分に隣接する第２の磁極部と、を含み、
磁束は、前記第１の磁極部から前記強磁性の部分を通って、前記バルブの前記内側部分を通る磁束経路における前記第２の磁極部へ流れ、前記磁束は、前記外側のアクチュエーターの動きに対応して、前記内側の作動部材を動かすのに十分な強さを有する、バルブ。
【請求項１２】
前記内側の作動部材は、第１の磁石と並ぶ第１端部及び第２の磁石と並ぶ第２端部を有する長い部材を含む、請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１３】
前記磁束は、前記第１の磁石及び前記第２の磁石に対して第１の方向に前記内側の作動部材を方向づけるのに有効である、請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１４】
前記外側の部材に対する前記内側の作動部材の並ぶ或る位置で、前記外側のアクチュエーターに対する前記内側の作動部材の他の位置よりも磁気抵抗が低くなる、請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１５】
前記バルブ本体は、前記内側の作動部材を含む円筒状の部分を含み、
前記外側のアクチュエーターは、前記バルブ本体の前記円筒状の部分と同心の環状のベース部分を含み、
前記第１の磁石は、前記環状のベース部分の第１の部分に配置され、
前記第２の磁石は、前記環状のベース部分の第２の位置に配置される、請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１６】
前記空洞は、前記外側のアクチュエーターが前記内側の作動部材又はステムに機械的に接続されないようにシールされる、請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１７】
前記第１の磁極部及び前記内側の作動部材に隣接する前記バルブ本体の一部の間に配置される透磁性の素材をさらに含み、前記第１の磁極部に隣接する透磁性の素材の第１の表面の第１の寸法は、第１の透磁性の素材の第２の寸法に対応し、前記透磁性の素材の第２の表面の第３の寸法は、前記内側の作動部材に隣接する前記バルブ本体の前記一部の第４の寸法に対応する、請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１８】
バルブを磁性的に駆動する方法であって、前記方法は、
シールされたバルブ本体と、前記シールされたバルブ本体の内部に配置された内側の作動部材と、前記内側の作動部材に動作可能に接続されたバルブ部材と、を提供し、
外側のアクチュエーターを、前記シールされたバルブ本体の外側の領域に接続し、
前記外側のアクチュエーターは、前記シールされたバルブ本体に隣接する第１の磁極部と、前記シールされたバルブ本体に隣接する第２の磁極部と、を含み、
前記内側の作動部材を前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の磁界に曝すことで、前記内側の作動部材の少なくとも一部を磁性化し、前記第１の磁極部から前記内側の作動部材を通って前記第２の磁極部へと流れる磁束を生成し、
前記外側のアクチュエーターを回転させ、前記外側のアクチュエーターの回転により、前記磁束による前記内側の作動部材を対応して回転させ、
開位置及び閉位置の間で前記バルブ部材を移動させる、方法。
【請求項１９】
前記シールされたバルブ本体の前記外側の領域から前記外側のアクチュエーターを取り外し、
前記シールされたバルブ本体を加熱し、
前記シールされたバルブ本体が、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の定格の作動温度の範囲内の温度に達したことを判定し、
前記外側のアクチュエーターを、前記シールされたバルブ本体の前記外側の領域に接続する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記外側のアクチュエーターの回転に応じて、前記シールされたバルブ本体を通る磁束経路の方向を変更することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記内側の作動部材に対して、前記外側のアクチュエーターが第１の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の間で第１の磁気抵抗があり、前記内側の作動部材に対して、前記外側のアクチュエーターが第２の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の間で第２の磁気抵抗があり、前記第２の磁気抵抗は、前記第１の磁気抵抗よりも低い、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１６年８月９日出願の米国仮出願番号６２／３７２，６１３及び２０１７年１月６日出願の米国出願１５／４００，８０６の優先権の効果を主張し、その開示内容の全体は、ここに参照として組み込まれる。
【０００２】
本出願は、バルブの技術に関し、より具体的には、バルブのアクチュエーター機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
バルブは、年月が経つとしばしば漏れるようになる。漏れるバルブ悩ましく、無駄が多くなり、居住用の設定では損害を生じ得る。また工業的に適用する場合ははるかに問題となり得る。工場のラインは、バルブを詰め直したり取り替えたりするために停止しなければならず、生産性を失い、不必要な中断をする結果となる。漏れにより、環境的な損害や安全上の問題も生じ得る。蒸気が漏れると熱湯となり、作業員が死ぬこともある。環境保護庁（ＥＰＡ）は、工場や油田でバルブのステムのシールが漏れることによる汚染を心配する。例えば半導体の製造のような極端な場合では、顕微鏡レベルの漏れであっても致命的になり、半導体製造工場で漏れが検出された後は、清掃するためにしばしば呼吸タンクや化学防護服が必要となる。
【０００４】
最も伝統的なバルブは、通常二つの移動するシールを有する。すなわち：（１）バルブを通る物質を流し、制御し、遮断するシール、及び（２）バルブのハンドルのための穴から物質が漏れないように維持するステムシールである。現実世界のバルブで起きる漏れは、かなりの確率でステムシールに関連しているという研究が示されている。なぜなら、ステムシールは嵌め合わさっている表面を摩耗させる泥及び砂を取り込むようにする傾向があるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
伝統的なバルブは、しばしば、時がたつにつれて劣化するか漏れるステムシールを含んでいる。ベローズや、長い期間で劣化又は疲労し、漏れる膜のような曲がる又は柔軟な構成要素が、従前のシールの無いバルブにしばしば採用されている。また、従前の磁気バルブの生成には、通常、内側の磁石を含んでいたか、及び／又は、達成するのが難しい高温となる直線的なソレノイドタイプで作動され、そしてしばしばその位置を維持するために継続的な電源が必要とされていた。
【０００６】
外側の磁石と内側の磁束経路を有する磁石で作動されるバルブのためのシステム及び方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
様々な本発明の実施形態に沿って、バルブアセンブリについて概して述べられる。いくつかの例示では、バルブアセンブリは、筐体を定義するバルブ本体を含んでよい。いくつかの他の例示では、バルブアセンブリはさらに筐体に配置されるステムを含んでよい。様々な他の例示では、バルブアセンブリは、さらに筐体に配置され、ステムの第１端部に動作可能に接続された移動可能なバルブ部材を含んでよい。いくつかの例示では、バルブアセンブリは、強磁性の部分を有する内側の作動部材をさらに含んでよい。いくつかの例示では、内側の作動部材は、ステムの第２端部に動作可能に接続されてよい。いくつかの他の例示では、バルブアセンブリは、バルブ本体の外側に動作可能に接続された外側のアクチュエーターをさらに含んでよい。いくつかの例示では、外側のアクチュエーターは、バルブ本体に隣接する第１の磁極部を含んでよい。いくつかの他の例示では、外側のアクチュエーターは、バルブ本体に隣接する第２の磁極部を含んでよい。いくつかの例示では、外側のアクチュエーターが内側の作動部材に対して第１の回転位置にあるとき、第１の磁極部及び第２の磁極部の間で第１の磁気抵抗があってよい。いくつかのさらなる例示では、外側のアクチュエーターが内側の作動部材に対して第２の回転位置にあるとき、第１の磁極部及び第２の磁極部の間で第２の磁気抵抗があってよい。いくつかの例示では、第２の磁気抵抗は、第１の磁気抵抗よりも低くてよい。したがって、いくつかのさらなる例示では、外側のアクチュエーターが第２の回転位置にあるとき、第１極から、強磁性の部分を通って第２極へ流れる磁束経路は、外側のアクチュエーターが回転するときに、ステムを回転させるのに十分な強さの磁界を有してよい。
【０００８】
本発明の様々な他の実施形態に沿って、バルブについて概して述べられる。様々な例示では、バルブは、内側の部分及び外側の部分を有するバルブ本体を含んでよい。いくつかの例示では、内側の部分は、空洞を定義してよい。いくつかのさらなる例示では、バルブはさらに、空洞に少なくとも部分的に配置されたステムを含んでよい。いくつかの他の例示では、バルブはさらに、ステムに接続され、開位置及び閉位置の間で移動可能な、移動可能なバルブ部材を含んでよい。さらに他の例示では、バルブはさらに、空洞内に配置された非永久的な磁石を含む、強磁性の部分を有する内側の作動部材を含んでよい。他の例示では、内側の作動部材は、動作可能にステムに接続されてよい。内側の作動部材が移動することで、移動可能なバルブ部材が開位置及び閉位置の間で動くように駆動される。いくつかのさらなる例示では、バルブはさらに、バルブ本体の外側の部分に接続される外側のアクチュエーターを含んでよい。いくつかの例示では、外側のアクチュエーターは、バルブ本体の外側の部分に隣接する第１の磁極部を含んでよい。またさらなる例示では、外側のアクチュエーターは、バルブ本体の外側の部分に隣接する第２の磁極部をも含んでよい。様々な例示では、磁束は第１の磁極部から強磁性の部分を通って、内側の作動部分を通る磁束経路における第２の磁極部へ流れる。いくつかの例示では、磁束は、外側のアクチュエーターの動きに対応して、内側の作動部材を動かすのに十分な強度を有してよい。
【０００９】
いくつかのさらなる例示では、磁性的にバルブを作動させる方法が概して述べられる。様々な例示では、方法は、バルブを提供することを含んでよい。バルブは、シールされたバルブ本体、シールされたバルブ内に少なくとも部分的に配置されるステム、ステムの第１端部に接続されるバルブ部材、及びシールされたバルブ本体内に配置される内側の作動部材を含む。いくつかの例示では、内側の作動部材は、ステムの第２端部に接続されてよい。いくつかの例示では、方法はさらに、外側のアクチュエーターを、シールされたバルブ本体の外側の領域に接続することを含んでよい。いくつかの例示では、外側のアクチュエーターは、シールされたバルブ本体に隣接する第１の磁極部と、シールされたバルブ本体に隣接する第２の磁極部と、を含んでよい。いくつかのさらなる例示では、方法はさらに、内側の作動部材を第１の磁極部及び第２の磁極部の磁界に曝すことで、内側の作動部材の少なくとも一部を磁性化させ、第１の磁極部から、内側の作動部材を通して、第２の磁極部へと流れる磁束を生成することを含んでよい。いくつかの例示では、外側のアクチュエーターが内側の作動部材に対して第１の回転位置にあるとき、第１の磁極部及び第２の磁極部の間で第１の磁気抵抗があってよい。いくつかの他の例示では、外側のアクチュエーターが内側の作動部材に対して第２の回転位置にあるとき、第１の磁極部及び第２の磁極部の間で第２の磁気抵抗があってよい。様々な例示では、第２の磁気抵抗は、第１の磁気抵抗よりも低くてよい。いくつかの他の例示では、方法はさらに、外側のアクチュエーターを回転させることを含んでよい。いくつかの例示では、外側のアクチュエーターが回転すると、磁束による内側の作動部材の対応する回転が起こってよい。様々な他の例示では、方法はさらに、開位置及び閉位置の間でバルブを移動させることを含んでよい。
【００１０】
本発明のさらに他の実施形態は、以下の詳細な説明から、当業者にとって直ちに明らかになるだろう。詳細な説明では、本発明の様々な例示を説明する実施形態について述べる。理解される通り、発明は他の及び異なる実施形態も可能であり、本発明の精神及び範囲から離れずに、そのいくつかの詳細は様々な関係で修正が可能である。したがって、図面及び詳細な説明は、説明的な性質ものであり、限定的なものではないとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本開示のいくつかの側面に沿って、磁石により作動されるバルブの側面断面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。バルブは、二つの外側の磁石を含む。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。バルブは、二つの外側の磁石を含む。
【図３Ａ】図３Ａは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。バルブは、一つの外側の磁石を含む。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。バルブは、一つの外側の磁石を含む。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。バルブは、バルブの本体の内部に包まれた磁気的に不活性な材料を含み、二つの外側の磁石を用いる。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。バルブは、バルブの本体の内部に包まれた磁気的に不活性な材料を含み、二つの外側の磁石を用いる。
【図５】図５は、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブの別の例に関連する磁束経路を示す。
【図６】図６は、本開示の様々な側面に沿って、四つの外側の磁石を含む、磁石により作動されるバルブを示す。
【図７】図７は、本開示の様々な側面に沿って、四つのＵ字型の外側の磁石を含む、磁石により作動される別のバルブを示す。
【図８】図８は、本開示の様々な側面に沿って、四つの強磁性の作動部材及び四つの外側の磁石のセットを含む、磁石により作動されるバルブの側面断面図を示す。
【図９】図９は、本開示のいくつかの側面に沿って、磁石により作動されるボールバルブの側面断面図を示す。
【図１０】図１０は、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバタフライバルブの側面断面図を示す。
【図１１】図１１は、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブの作動機構に接続されるウォームギアの側面断面図を示す。
【図１２】図１２は、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブのステムに接続された移動するナットの作動機構の側面断面図を示す。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブのレバーによって操作されるゲートバルブを示す。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブのレバーによって操作されるゲートバルブを示す。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。バルブは、外側の電磁石を含む。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。バルブは、外側の電磁石を含む。
【図１５】図１５は、本開示の様々な側面に沿って、チーターハンドルを含む磁石により作動されるバルブの側面断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次の記述では、本開示のいくつかの実施形態を説明する添付の図面が参照される。本開示の精神及び範囲を離れることなく、他の実施形態が用いられ、システムや方法の変更が成されることが理解されるだろう。次の詳細な説明は、限定的な意味にとられるべきではなく、本発明の実施形態の範囲は、発行される特許のクレームによってのみ規定される。図面は必ずしも縮尺通りに描かれていないことが理解されるべきである。
【００１３】
本開示の様々な実施形態は、外側の磁石及び内側の磁束経路を用いてバルブを作動させる、改善されたシステム及び方法を提供する。これらの実施形態によれば、従前の磁気バルブを用いたときに表れる様々な技術的な課題が解決されるとともに、改善された耐久性及び漏れ抵抗が提供される。
【００１４】
図１は、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブアセンブリ１００の側面断面図を示す。バルブアセンブリ１００は、本体１０２を含む。本体１０２は、バルブアセンブリ１００の外側のケースであってよく、特定のバルブアセンブリ１００のために要求される適用に応じて、望ましいどのような材料を含んでいてもよい。様々な例示では、本体１０２は、真鍮、銅、鉄、ブロンズ、ガンメタル、合金鋼、非４００系のステンレス鋼、鉄等、様々な金属性の材料を含んでよい。いくつかの例示では、本体１０２又は本体１０２の一部は、低透磁率を有してもよい。いくつかの例示では、本体１０２の一部（例えば、上述の図１における本体１０２の一部及び／又は周囲の空洞１１２）は、バルブの本体を通る磁束を分岐させて、ここで説明される磁気作動機構を弱めることを避けるために、低い透磁率を有する素材を含んでよい。いくつかの例示では、空洞１１２に隣接する本体１０２の一部は、低い透磁率を有する金属を含んでよい。例えば、金属はアルミニウム、銅、チタニウム、それらの合金を含んでよく、また、相対的な透磁率（例えば、材料の透磁率対自由空間の透磁率）が１０未満を示してよい。いくつかの例示では、金属は、約１の相対的な透磁率を示してよい。また、他の例示では、本体１０２は、一以上のプラスチック及び／又は複合素材を含んでよい。バルブアセンブリ１００のための望ましい適用に応じて、異なる材料が本体１０２のために選択されてよい。例えば、バルブ１００の本体１０２のために、腐食、熱、湿気、錆及び／又は細菌増殖に耐性のある素材が選択されてよい。
【００１５】
バルブアセンブリ１００は、ステム１０４を含んでよい。ステム１０４は、ハンドル、アクチュエーター、及び／又は他の制御装置から、移動可能なバルブ部材１２０へ動きを伝達してよい。例えば、ボールバルブ（例えば、図９に示すように、バルブ部材１２０がボールであるバルブ）では、ステム１０４はボールに操作可能に接続されてよい。ハンドル又はバルブの他のアクチュエーターを使用してステム１０４を回転させると、次に、ボールが開位置と閉位置との間で回転してよく、バルブを通して液体の流れが制御される。対応する作動機構及びバルブの部材（時に「ディスク」と呼ばれる）とともに様々な種類のバルブが、本開示の実施形態に沿って使用されてよい。いくつかの例示では、ゲートバルブ、ボールバルブ、球形バルブ、バタフライバルブ、プラグバルブ、ポペットバルブ、ニードルバルブ、及び／又はスプールバルブが、望ましいバルブの種類に応じて、本開示の実施形態に沿って用いられてよい。
【００１６】
バルブアセンブリ１００の本体１０２は、図１に示される空洞１１２のような筐体を定義するように形成されてよい。いくつかの例示では、空洞１１２は、小さな径の、及び／又はバルブ本体１０２の他の部分に対して相対的に断面の幅が小さい、本体１０２の部分により形成されてよい。また、ある例示では、空洞１１２を規定する本体１０２の部分は、相対的に薄くてよく、外側の磁石１０６から空洞１１２へ磁束を伝達する。例えば、部分１３１及び部分１３３は、外側の磁石１０６ａからの磁束が、内側の作動部材１１０を通って、外側の磁石１０６ｂへと流れるような厚さであってよい。本体１０２の部分１３１及び部分１３３が、本体１０２の部分から離れた部分であると記載されても、本体１０２は、空洞１１２内に内側の作動部材１１０を囲んでシールする連続的な素材であってもよいことが認識されるべきである。バルブアセンブリ１００では、ステム１０４は全体的にバルブアセンブリ１００の本体１０２内に含まれてよく、ステム１０４が本体１０２の外側には出ていない。
【００１７】
いくつかの例示では、空洞１１２は、円筒状であってよい。様々なさらなる例示では、外側のアクチュエーター１３０は、円筒状の空洞１１２と同心の環状のベース部を含んでよい。外側の磁石１０６ａ、１０ｂは、外側のアクチュエーター１３０の環状のベース部分の第１の部分に配置される。外側の磁石１０６ａの第１の磁極部（図２Ａにおける外側の磁石１０６ａのＳ極）は、外側のアクチュエーター１３０の環状のベース部の第１の位置の隣に配置されてよい。同様に、外側の磁石１０６ｂの第２の磁極部（図２Ａにおける外側の磁石１０６ｂのＮ極）は、外側のアクチュエーター１３０の環状のベース部の第２の位置の隣に配置されてよい。
【００１８】
内側の作動部材１１０は、ステム１０４に機械的に接続されてよい。したがって、内側の作動部材１１０の回転によってステム１０４が回転してよい。これによって、次に、バルブ部材１２０の移動が、シート１１８の開位置及び閉位置の間で作動されてよい。図１に示すように、内側の作動部材１１０は、空洞１１２内に包まれていてよく、内側の作動部材１１０は、バルブ１００の本体１０２の外側に露出していない。内側の作動部材１１０は、高い透磁率を有する素材を含んでよい。これにより、磁束が外側の磁石（例えば、外側の磁石１０６ａ、１０６ｂ）から内側の作動部材１１０を通って流れ、同じ外側の磁石か又は異なる外側の磁石へ戻る。いくつかの例示では、内側の作動部材１１０は、例えば鉄、ニッケル、コバルト及び／又はこれらの合金のような一以上の強磁性の素材を含んでよい。別の例示では、内側の作動部材１１０は、４００系のステンレス鋼を含んでよい。内側の作動部材１１０が高い透磁率を有する一以上の素材を含んでいてよいとしても、様々な例示では、強磁性の作動部材は永久磁石でなくてよく、必ずしも永久磁石を含んでいなくてもよい。内側の作動部材１１０及び／又は内側の作動部材１１０の素材は、内側の作動部材１１０が外側の磁石１０６ａ、１０６ｂの磁極部の磁界に露出されている間、一時的に磁性化されてもよい。
【００１９】
いくつかの例示では、内側作動部材１１０は、非半径方向に対称であってよい。例えば、内側の作動部材１１０は、外側の磁石１０６ａの第１の磁極部と並ぶ第１端部と、磁石１０６ｂの第２の磁極部と並ぶ第２端部と、を有する細長い部材を、好ましい配置で含んでよい。また、いくつかの例示では、内側作動部材１１０は、例えばセラミックのような低い透磁率の素材の中に組み込まれた、例えば鉄又は４００系のステンレス鋼等のような、高い透磁率の素材を含んでよい。いくつかの例示では、組み込まれた素材は、セラミック素材の中に経路を形成されてよく、磁界が内側の作動部材１１０と反応するときに、磁束が経路に沿って流れる。
【００２０】
いくつかの例示では、外側のアクチュエーター１３０は、本体１０２の周囲の外側の磁石１０６ａ、１０６ｂを回転させるために有効な、ハンドル、レバー、又は他の作動機構を含んでよい。様々な例示では、ハンドル回転させるため、及び／又は外側のアクチュエーター１３０の作動を制御するために、モーターを用いてよい。一般的に、ハンドルが回転されないか、又はそうでなければ作動されているとき、内側の作動部材１１０は、現在の位置を維持し、そしてバルブ部材１２０はその現在の位置にとどまる。外側のアクチュエーター１３０が、上述のバルブ本体１０２として図１に示されているが、いくつかの例示では、外側のアクチュエーター１３０は、磁石１０６ａ、１０６ｂと同一面内にあってよく、又は磁石１０６ａ、１０６ｂの下にあってもよい。いくつかの例示では、外側のアクチュエーター１３０は、強磁性の素材を含んでよく、外側の磁石１０６ａから流れる磁束のための戻り流路を形成する。戻り流路は、内側の作動部材１１０を通って磁石１０６ｂへ、また、強磁性の外側のアクチュエーター１３０を通って外側の磁石１０６ａへ戻る。様々な他の例示では磁束は外側の磁石１０６ｂから、内側の作動部材１１０を通って磁石１０６ａへ流れてよく、また、強磁性の外側のアクチュエーター１３０を通って外側の磁石１０６ｂへ戻ることが理解されるべきである。
【００２１】
外側の磁石１０６ａ、１０６ｂからの磁束は、内側の作動部材１１０を、外側の磁石１０６ａ、１０６ｂの磁極部に対して好ましい方向へ方向づけることに効果的であってよい。
【００２２】
以下さらに詳細が述べられるまた他の例示では、外側の磁石１０６ａはＮ極部及びＳ極部を含んでよい。そのような例示では、外側の磁石１０６ａのＮ極部から磁束が流れてよく、内側の作動部材１１０における経路を通って、内側の作動部材１１０から外側の磁石１０６ａのＳ極部へ戻る。同様に、別の例示では、外側の磁石１０６ｂは、Ｎ極部及びＳ極部を含んでよい。そのような例示では、外側の磁石１０６ｂのＮ極部から磁束が流れてよく、内側の作動部材１１０における経路を通って、内側の作動部材１１０から外側の磁石１０６ｂのＳ極部へ戻る。
【００２３】
外側の磁石１０６ａ、１０６ｂは、例えば、ネオジム  鉄  ボロン  磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、セラミック及び／又はフェライト磁石等のような永久磁石を含んでよい。異なるネオジム磁石の例として、Ｎ４２、Ｎ５２及びＮ４２ＳＨ級のネオジム磁石を含んでよい。異なる磁石は、異なる磁界の強度（ガウス及び／又はテスラを単位として）及び異なる引張力を示してよい。このように、異なる磁石は、磁石が空洞１１２の外側の周りを回転するときに、内側の作動部材１１０で異なる量のトルクを生成してよい。いくつかの例示では、外側の磁石１０６ａ及び／又は１０６ｂは、異なる永久磁石の組み合わせを含んでよい。また、いくつかの例示では、外側の磁石１０６ａ及び／又は１０６ｂは、電磁石を含んでよい。
【００２４】
外側の磁石１０６ａ及び／又は１０６ｂは、用いられる磁石の個別の種類によって、異なるキュリー温度を呈してよい。キュリー温度は、磁石が消磁される温度又は消磁される温度より上の温度である。磁石の温度がキュリー温度より下回った後は、磁石はキュリー温度に達するか又はキュリー温度を超える温度に達する前のような挙動をもはやしないだろう。本開示で述べられた例示では、磁石は様々なバルブの外側の部分に含まれるが、本体１０２の内部又は空洞１１２の内部には含まれなくてよい。そのような構成は、バルブが溶接されたり、はんだ付けされたり、及び／又は組み付け及び／又は修理の間にろう付けされた場合に有利である。もし、個別の外側の磁石に関して、バルブがキュリー温度を超える温度にさらされた場合、外側の磁石は、外側の磁石が消磁することを避けるために、バルブを加熱する前に取り除かれてよい。外側の磁石は、バルブとともに用いられる個別の外側の磁石にとって定格の操作温度の範囲にバルブが戻ったその後で、再度取り付けられてよい。バルブは、その後、本開示で述べられる様々な技術を用いて作動されてよい。いくつかの例示では、バルブアセンブリ１００の本体１０２及び／又は外側の磁石１０６ａ、１０６ｂは、バルブを通過する熱い素材（例えば蒸気又は他の熱い液体）が外側の磁石１０６ａ、１０６ｂを消磁させることを防止するために、遮蔽部材を用いて熱を遮断されてよい。いくつかの他の例示では、本開示に沿うバルブは、一以上の放熱板（ラジエーター及び／又はフィンのような）を含んでよく、外側の磁石１０６ａ、１０６ｂを消磁させることを防止するために、バルブを通過する熱い素材による熱を散らす。
【００２５】
内側の作動部材１１０は永久磁石ではないため、内側の作動部材１１０は、その強磁性の性質を失うことなく加熱されてよい。また、ステム１０４をバルブアセンブリ１００の本体１０２内にシールすることでステムシールが防止される。ステムシールは、バルブの内側とバルブの外側の間でステムが通る接触面である。泥及び／又は他の汚染物質は、ステムシールに導入され得、ステムシール内の漏れの原因となり得る。このように、多くの適用のために、ここに説明した通りステムをバルブアセンブリ１００の内部にシールすることが有利であろう。
【００２６】
バルブ１００は、ポート１２２及び１２４を含んでよい。図１に描かれた例示において、二つのポートが示されているが、個別のバルブに応じてより多くのポートが用いられてもよい。ポート１２２及び１２４は入口及び／又は出口ポートであってよい。また、いくつかの例示では、バルブ１００がシステムに組み込まれた方法に応じて、ポート１２２及び１２４は、入口ポート及び出口ポートとして交換可能であってよい。
【００２７】
図２Ａ及び図２Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、二つの外側の磁石を含み、磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。図２Ａでは、磁束は、磁束経路における流れの方向を示す矢印とともに磁性の力線２０２を用いて示されている。図２Ａでは、内側の作動部材１１０は細長く、長い長さと短い幅を有する長方形の棒形状を有する。図２Ａに示すように、内側の作動部材１１０はその全長が磁石１０６ａ及び１０６ｂと一直線に並ぶ。
【００２８】
磁束は、外側の磁石１０６ａのＮ極部から流れてよい。磁束は、本体１０２に流れ込み、内側の作動部材１１０を通って本体１０２の外側に、そして外側の磁石１０６ｂのＳ極部に流れてよい。外側のアクチュエーター１３０は、強磁性の素材を含んでよい。磁束は、外側のアクチュエーター１３０を通って外側の磁石１０６ａのＳ極部に戻るように流れてよい。
【００２９】
図２Ｂにおいて、外側のアクチュエーター１３０は、外側の磁石１０６ａ及び１０６ｂが棒形状の内側作動部材１１０に対して位置がずれるように回転している。外側の磁石１０６ａ及び１０６ｂは、内側作動部材１１０を通る磁束経路を生成し、内側作動部材１１０を、図２Ａに示す通り磁石１０６ａ及び１０６ｂと並ぶように回転させるようにトルクを復元する。したがって、外側のアクチュエーター１３０を回転させることで、磁束経路の方向が変わる。内側の作動部材１１０は、復元トルクを経験して、内側の作動部材１１０を空洞１１２の内側で回転させて、外側の磁石１０６ａ及び１０６ｂによって生成される磁束経路と一直線に並んでとどまるようにする。外側の磁石１０６ａ及び１０６ｂに対する内側の作動部材１１０の方向がずれた場合と比べて、外側の磁石１０６ａ及び１０６ｂと、磁束経路とに対して内側の作動部材１１０が整列することで、最も低い磁気抵抗となる。例えば、外側のアクチュエーター１３０が、図２Ｂに示す内側の作動部材１１０に対して、回転位置にあるとき、内側の作動部材１１０によって相対的に高い磁気抵抗が経験されてよい。外側のアクチュエーター１３０が、図２Ａに示す内側の作動部材１１０に対して、回転位置にあるとき、内側の作動部材１１０によって相対的に低い磁気抵抗が経験されてよい。外側のアクチュエーター１３０が、図２Ａに示す内側の作動部材１１０に対して、回転位置にあるとき、外側の磁石１０６ａのＮ極から、内側の作動部材１１０の強磁性の部分を通り、外側の磁石１０６ｂのＳ極までの磁束経路は、外側のアクチュエーター１３０が回転するときにステムが十分に回転する強さの磁界を有してよい。
【００３０】
上述の通り、外側のアクチュエーター１３０（したがって外側の磁石１０６ａ、１０６ｂ）の回転により、対応する内側の作動部材１１０の回転が生じてよい。内側作動部材１１０の回転により、ステム１０４が作動し（図１参照）、これによって、順に、開位置及び閉位置の間で、又は閉位置及び開位置の間で、内側の作動部材１１０の回転の方向に応じて、バルブ部材１２０（図１参照）が作動されてよい。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂに示す実施形態では、内側の作動部材１１０の幅は、外側の磁石１０６ａ及び１０６ｂの幅に対応している。内側の作動部材１１０が最も低い抵抗のときに、並んだ状態で、外側の磁石と接するように配置された内側の作動部材１１０のこれらの部分の面積を合わせるか、及び／又は近似させることで、外側の磁石１３０が回転したときに生成されるトルクが増加されてよい。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、外側の磁石３０６を含む磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示している。図３Ａでは、磁束は磁束経路の流れの方向を示す矢印とともに、磁性の力線３０２を用いて示される。図３Ａでは、外側のアクチュエーター１３０は、Ｎ極部及びＳ極部を有する単一の磁石３０６を含む。図３Ａ及び図３Ｂに示す単一の磁石の例示では、外側のアクチュエーター１３０は、強磁性の素材を含んでよく、これにより磁束が磁石３０６のＮ極部から、外側のアクチュエーター１３０を通って、そして内側のアクチュエーター１１０を通って、そして外側のアクチュエーター１３０を通って、磁石３０６のＳ極部へ戻るように流れる。単一の磁石３０６が示されているが、様々な例示では、複数の磁石が、磁石３０６と同じ方向で外側のアクチュエーター１３０に含まれてよい。複数の磁石は、磁界の強度を高める。次に、内側の作動部材１１０が外側のアクチュエーター１３０（図３Ｂ参照）からずれて配置されたときに生じる復元トルクを増加させる。
【００３３】
図４Ａ及び図４Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、二つの外側の磁石４０６ａ及び４０６ｂを使用する磁石により作動されるバルブの本体１０２を通る磁束経路を示す。バルブの本体１０２は、バルブの本体１０２の内部包まれている磁性的に不活性な素材４４０を含む。図４Ａ及び図４Ｂに示される例示は、図２Ａ及び図２Ｂに示される例示と類似しているが、図４Ａ及び図４Ｂでは、内側の作動部材１１０は、磁性的に不活性な素材４４０が埋め込まれた強磁性素材を含んでよい点のみ異なる。また、二つの磁石が図４Ａ及び図４Ｂにおいて示されているが、異なる数の磁石が、様々な技術やここで述べられる実施形態で用いられてよい。磁性的に不活性な素材４４０の例示としては、セラミック、プラスチック、複合材料、非４００系のステンレス鋼、成形材料、ゴム等を含んでよい。図４Ａ及び図４Ｂに示す例示では、内側の作動部材１１０が長方形の棒に示されているが、内側の作動部材１１０は、その代わりに、磁性的に不活性な素材４４０内に埋め込まれた複数の異なる部分に分離されてもよい。例えば、複数の鉄の片、棒、球体、タブ及び／又は強磁性素材の他の形状が、本体１０２の内側で、内側の作動部材１１０を通る磁束経路を形成するように、磁性的に不活性な素材４４０内に埋め込まれてよい。様々な埋め込まれた強磁性の素材は、内側の作動部材１１０が少なくとも一つの位置（例えば、図４Ａに示す位置又は図４Ａに示す位置から１８０度の位置）にあるときに最も低い磁性抵抗となり、別の位置（例えば、図４Ｂに示す位置）にあるときに高い磁性抵抗となるように、埋め込まれてよい。
【００３４】
図５は、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブの別の例示の本体１０２を通る磁束経路５０２を示す。図５に示す例示では、二つの磁石１０６ａ及び１０６ｂは、力線５０２を用いて説明する磁束経路を生成する。図５に示す例示では、磁束は磁石１０６ａのＮ極部から流れ、強磁性の外側のアクチュエーター１３０ａを通って、内側の作動部材１１０を通って、そして磁石１０６ａのＳ極部へ戻る。同様に、磁束は磁石１０６ｂのＮ極部から流れ、強磁性の外側のアクチュエーター１３０ｂを通って、内側の作動部材１１０を通って、そして磁石１０６ａのＳ極部へ戻る。
【００３５】
様々な例示では、アクチュエーター１３０ａ及び１３０ｂは、同じバルブハンドルの一部であってよい。いくつかの例示では、バルブを作動させるために、バルブハンドル又はアクチュエーターは、例えば磁石１０６ａのような単一の磁石、及び、単一のアクチュエーター（例えば強磁性の外側のアクチュエーター１３０ａ）を、使用するだけでよい。様々な他の例示では、２以上の磁石が図５に示されたものと類似する構成において用いられてもよい。例えば、図６で示された例示において、四つの外側の磁石が用いられている。追加的な磁石を用いることで、外側の磁石１０６及び／又は外側のアクチュエーター１３０を回転させるときに、追加的なトルクを生成することができる。
【００３６】
様々な例示では、内側の作動部材１１０の形状は、増加したトルクを生成するために変更されてよい。例えば、内側の作動部材１１０の形状は、内側の作動部材１１０を通る磁束経路の磁束密度を最大化するように設計されてよい。例えば、図５では、図１〜４に示されるような棒状の内側作動部材１１０の代わりに、図５に示す内側作動部材１１０は、本体１０２の中心から離れて対向し、外側の磁石１０６ａ及び１０６ｂへ向かう曲面状の表面を含む。また、図５に示す例示では、内側の作動部材１１０の表面における曲面の表面の反対側は、平坦である。内側の作動部材１１０の他の形状及びデザインは、個別のバルブの種類のために好ましい磁束密度に達するように用いられてよい。
【００３７】
図７は、本開示の様々な側面に沿って、四つのＵ字型の外側の磁石を含む別の磁石により作動されるバルブを示す。図６に示す例示と同様に、図７に示す実施形態は、四つの外側の、Ｕ字形状の磁石を含む。四つの外側のＵ字形状の磁石のそれぞれは、本体１０２及び内側の作動部材１１０を通る独自の磁束経路を形成する。
【００３８】
図８は、本開示の様々な側面に沿って、四つの強磁性の作動部材及び４セットの外側の磁石を含む、磁石により作動されるバルブの側面断面図である。図８において図１〜７を参照してこれまでに延べられた部分については、明確さ及び簡潔さのために再度述べることはしない。図８で示される例示は、互いに対して縦方向に積層される外側の磁石を示す。いくつかの例示では、外側の磁石の縦方向の層のそれぞれは、その内側の作動部材１１０に対応してよい。いくつかの他の例示では、外側の磁石１０６及びアクチュエーター１３０を回転させることによって作動される単一の内側の作動部材１１０があってよい。これまでに述べたように、追加的な外側の磁石１０６を用いることで、外側の磁石１０６をアクチュエーター又は複数のアクチュエーター１３０とともに回転させるときに、追加的なトルクを生成することができる。
【００３９】
図９は、本開示のいくつかの側面に沿って、磁性的に作動されるボールバルブの側面断面図を示す。図９において図１〜８を参照してこれまでに述べたこれらの構成要素については、明確性及び簡潔さのために再度述べることはしない。図９における磁石により作動されるボールバルブにおいて、バルブ部材１２０は、穴を開けられたボール９２０であってよい。外側のアクチュエーター１３０（そして外側の磁石１０６）の回転により、内側の作動部材１１０の回転が起こってよい。内側の作動部材１１０の回転により、穴の開いたボール９２０の移動が作動されてよい。穴の開いたボール９２０の開口が、素材の流れと一致するか、バルブを通る意図した流れの方向と一致するとき、バルブは開位置となってよい。穴の開いたボール９２０の開口が、素材の流れと一致しない又は意図した流れの方向と一致しないとき、バルブは閉位置であってよい。
【００４０】
図１０は、本開示の様々な側面に沿って、磁性的に作動されるバタフライバルブの側面断面図を示す。図１０における図１〜９を参照してこれまでに述べた構成要素については、明確さ及び簡潔性のために、再度述べることはしない。図１０において磁性的に作動されるバタフライバルブにおいて、バルブ部材１２０は、ステム１０４の回転とともに開配置及び閉配置の間を回転するように構成された板１０２０であってよい。ステム１０４は、次に、内側の作動部材１１０に接続されて回転してよい。これまでに述べたように、内側の作動部材１１０は、外側の磁石１０６の回転で生じるトルクによって回転してよい。
【００４１】
図１１は、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブの作動機構に接続されたウォームギア１１５０の側面断面図を示す。図１１において図１〜１０を参照してこれまでに述べた構成要素については、明確さ及び簡潔性のために、再度述べることはしない。ボールバルブ（図９）、及び／又はバタフライバルブ（図１０）のような様々なバルブの種類では、例えばゲートバルブのような他の種類のバルブに対して、作動するのに高いトルクが必要になるかもしれない。したがって、ここで述べられる様々な実施形態に沿ういくつかの例示では、バルブの作動機構は、ウォームギア１１５０を回転させるための螺旋形の突起（時々「ウォーム」と呼ばれる）を有するステム１１０４を含んでよい。ウォームギア１１５０は、ステム１１０４単独の回転に対して、回転したときに増加したトルクを生成してよい。ウォームギア１１５０を回転させることで、開位置及び閉位置の間でバルブ部材を作動させてよい。
【００４２】
図１２は、本開示の様々な側面に沿って、磁性的に作動されるバルブのステムに接続された移動するナットの作動機構の側面断面図を示す。図１２において図１〜１１を参照してこれまでに述べた構成要素については、明確さ及び簡潔性のために、再度述べることはしない。操作するためによりトルクが必要となる様々なバルブの種類において、移動するナットの構造は、ここで述べられる磁性的作動機構によって提供されるトルクを増加させるために用いられてよい。したがって、ここで述べられる様々な実施形態に沿ういくつかの例示では、バルブの作動機構は、螺旋状の突起が移動するナット１２５０に合接合するステム１２０４を含んでよい。内側の作動部材１１０が回転するにしたがって、移動するナット１２５０は、ステム１２０４を上ってよい（又は回転の方向に応じて下がってよい）。移動するナット１２５０の上方へ又は下方への移動により、次に、レバー１２５２が回転してよい。レバー１２５２は、ステム１２０４単独の回転に対して、回転したときに増加したトルクを生じさせてよい。レバー１２５２を回転させることで、開位置及び閉位置の間でバルブ部材を作動させてよい。
【００４３】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、磁石により作動されるバルブのレバーで操作されるゲートバルブの側面断面図を示す。図１３において図１〜１２を参照してこれまでに述べた構成要素については、明確さ及び簡潔性のために、再度述べることはしない。図１３Ａは、閉位置におけるレバーで操作されるゲートバルブを示し、バルブを通る液体の（例えば、示される例示における頁の中へ又は外への）流れを遮断しているバルブ部材１２０を有する。外側の磁石１０６は、図１３Ａ及び図１３Ｂに示されるレバーで操作されるゲートバルブの断面の部分における外側の上にあってよい。外側のアクチュエーター１３０は、支点の周囲を回転してよい。支点の周囲で外側のアクチュエーター１３０が回転することで、内側の作動部材１１０に磁気力を適用してもよい。内側の作動部材１１０は、バルブ部材１２０に接続されてよい。
【００４４】
図１３Ｂに示すように、外側のアクチュエーター１３０が支点の周囲を回転するとき、内側の作動部材１１０は、レバーで操作されるゲートバルブの本体１０２の内側で移動してよい。次に、内側の作動部材１１０は、開位置及び閉位置の間で、バルブ部材２０を移動させてよい。いくつかの例示では、外側のアクチュエーター１３０は、レバーで操作されるゲートバルブの「上」（例えば、頁の外）に位置する磁極部、及びレバーで操作されるゲートバルブの「下」（例えば、頁の中）に位置する別の磁極部の両方を有する、ハンドルであってよい。そのような例示では、外側のアクチュエーター１３０は、磁束経路が、バルブの上の磁極部から、内側の作動部材１１０の強磁性の部分を通って、バルブの下の磁極部へ、そして、外側のアクチュエーター１３０の強磁性の部分を通って存在するように、強磁性の素材を含んでよい。
【００４５】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本開示の様々な側面に沿って、外側の電磁石１４２０を含む磁石により作動されるバルブを通る磁束経路を示す。これまでの例示の多くで、外側の永久磁石が示され述べられてきたが、外側の電磁石が様々な実施形態で用いられてもよい。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂは、強磁性の外側のアクチュエーター１３０の周囲に巻かれた針金のコイルを示す。針金のコイルに電流を供給すると、磁束が生成され、力線１４７０を用いた図１４Ａに示す磁束経路を形成する。単一の電磁石１４２０が示されているが、何個の電磁石でも、様々な例示に沿って様々な配置で用いられてよい。一般的に、電磁石１４２０の電源が切られているとき、バルブはその現在の位置で維持される。
【００４６】
図１５は、本開示の様々な側面に沿って、チーターハンドルを含む磁石により作動されるバルブの側面断面図を示す。ある状況では、バルクアクチュエーターに、過剰なトルクをかける（ｏｖｅｒ−ｔｏｒｑｕｅ）ことが望ましい。例えば、石油産業等の様々な産業では、バルブはしばしば腐食したり及び／又は特定の位置で固まってしまったりし、通常の量のトルクでは、バルブを作動させるのに十分でないかもしれない。いくつかの場合では、「チーター」ハンドルは、固まってしまったバルブの作動機構に過剰なトルクをかける（ｏｖｅｒ−ｔｏｒｑｕｅ）ように使用されてよい。
【００４７】
チーターハンドルは、ここで述べられる様々な実施形態とともに用いられる磁石により作動されるバルブのためのアクチュエーター９３０を含んでよい。チーターハンドルのアクチュエーター９３０は、図１を参照して述べられた外側の磁石１０６に対して大きく及び／又はより強力な（引張力及び／又は磁界強度の観点で）外側の磁石９０６に接続されてよい。外側のアクチュエーター９３０は、ハンドルであってよく、さらに、強磁性の素材のような、透磁性の素材を含んでよい。透磁性の円錐状の部分９６０は、内側の作動部材１１０を通って外側の磁石９０６からの磁束を通す。外側の磁石９０６に隣接する透磁性の円錐状の部分９６０の表面の寸法は、外側の磁石９０６の寸法と対応していてよい。同様に、内側の作動部材１１０と隣接する透磁性の円錐状の部分９６０の表面の寸法は、隣接する内側の作動部材１１０の表面の寸法と対応していてよい。透磁性の円錐９６０は、外側の磁石９０６及び内側の作動部材１１０に隣接する本体１０２の部分の間に配置されてよい。チーターハンドル９３０及び外側の磁石９０６を回転させるときに、内側の作動部材１１０にかけられるトルクの量は、外側のアクチュエーター１３０及び図１に示される外側の磁石１０６ａ、１０６ｂを回転させるときに内側の作動部材１１０にかけられるトルクの量に対して相対的に大きくてよい。したがって、いくつかの場合では、チーターハンドル９３０は、固まったバルブを「ブレーク」するために用いられてよく、これによりバルブが閉位置及び開位置（又はその反対）の間で作動されてよい。
【００４８】
他の可能性のある利点のうち、本開示の実施形態に沿うバルブは、シールされたバルブの磁性的に非対称なコアを通る磁束回路を生成する。バルブ内にシールされた強磁性の作動部材は、ある種の方向に磁性的に導通する経路を形成する。強磁性の作動部材は、楕円形状か、又は、異なる方向で異なる透過性を有し、例えば、異なる透磁性の異なる素材で構成され得る。トルクは、外側の磁石から強磁性の作動部材へと伝達されてよい。内側の部材の作動により、次に、バルブのステムが駆動され、バルブが作動される方向に応じて、開位置及び閉位置の間、又は閉位置及び開位置の間でバルブ部材を作動させてよい。強磁性の作動部材は、外側の磁石に対して好ましい方向を有している。磁界が外側の磁石によって形成されている間、強磁性の作動部材が好ましい方向以外の位置に方向づけられた場合、強磁性の作動部材を好ましい方向へ戻すように引っ張りながら、強磁性の作動部材は、復元トルクを経験するだろう。
【００４９】
バルブが、外側の磁石の定格の操作温度を超える温度の中で操作される場合、バルブハンドルの一部か、そうでなければバルブの外側のアクチュエーターに接続された外側の磁石を使用することで、外側の磁石が遮蔽されるか、及び／又は冷却される。また、バルブが外側の磁石のキュリー温度を超える温度で組み立てられるか、及び／又は使用されるときに、外側の磁石は取り除かれてもよい。ネオジム磁石等の多くの共通の商業的な磁石は、相対的に低い推奨される作動温度及びキュリー温度を有している。本開示の実施形態に沿って設計されたバルブは、そのような磁石を用いてよい。なぜならそのような磁石は、ネオジム磁石の推奨される作動温度及び／又はキュリー温度を超える温度にバルブが達する前に、遮蔽され、冷却され、及び／又は取り除かれるからである。また、本開示の実施形態に沿うバルブは、ステムがバルブの本体から突出するところでは、ステムシールを必要としなくてよい。したがって、多くの伝統的なバルブで重要な問題となっているステムシールの漏れが防止される。一般的に、図で示される実施形態は、ある数の外側の磁石を用いる例示を示しているが、示されているものとは別に、異なる数の磁石が、ここに述べられる技術及びバルブの構成に沿って用いられてよい。例えば、図４Ａ及び図４Ｂにおける例示の磁石は、二つの例の磁石４０６ａ及び４０６ｂを示しているが、その代わりに単一の外側の磁石が用いられてもよい。同様に、本開示に沿って、３以上の外側の磁石が用いられてもよい。様々なバルブの構成における外側の磁石の種類及び／又は数は、望ましいトルクの量、設計及び製造コスト、及び／又は特定の適用に特有の他の関連事項に基づいて選択されてよい。したがって、様々な図に示された磁石の数は、限定的な意味に捉えられてはならず、外側の磁石の他の、異なる数がここで明確に期待される。
【００５０】
発明が特定の実施形態及び説明的な図面に関連して述べられたが、当業者は、発明が述べられた実施形態及び図面に限定されないことを認識するであろう。
【００５１】
ここに示された特徴は、例示の目的、本発明の好ましい実施形態を説明的に述べる目的のみによるものであり、また、最も便利であると信じられたものを提供し、かつ、本発明の様々な実施形態の原理及び概念上の側面の記述をよく理解するために示されたものである。これに関して、本発明の基本的な理解のために必要な以上に発明の詳細を細かく示す試みはされていない。図面とともに理解される記述及び／又は例示は、当業者に、本発明のいくつかの形式がどのように実際に実施されるかを明らかにしている。
【００５２】
開示の実施形態は、以下の項目を参照して述べられる。
１．  バルブアセンブリであって、
筐体を規定するバルブ本体と、
前記筐体に配置される移動可能なバルブ部材と、
強磁性の部分を有する内側の作動部材であって、前記移動可能なバルブ部材に動作可能に接続された内側の作動部材と、
前記バルブ本体の外側に動作可能に接続された外側のアクチュエーターと、を含み、前記外側のアクチュエーターは、
前記バルブ本体に隣接する第１の磁極部と、
前記バルブ本体に隣接する第２の磁極部と、を含み、
前記外側のアクチュエーターが、前記内側の作動部材に対して相対的に第１の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部、前記第２の磁極部、及び前記内側の作動部材の間に、少なくとも第１の磁性抵抗があり、前記外側のアクチュエーターが、前記内側の作動部材に対して相対的に第２の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部、前記第２の磁極部、及び前記内側の作動部材の間に、少なくとも第２の磁性抵抗があり、前記第２の磁性抵抗は、前記第１の磁性抵抗よりも低く、前記外側のアクチュエーターが前記第２の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部から前記強磁性の部分を通り、前記第２の磁極部へ向かう磁束経路は、前記外側のアクチュエーターが回転するときに前記内側の作動部材を回転させるのに十分な磁界強度を有する、バルブアセンブリ。
２．  前記内側の作動部材は、前記第１の磁極部と並ぶ第１の端部と、前記第２の磁極部と並ぶ第２の端部と、を有する長い部材を含む、項目１に記載のバルブ。
３．  前記磁束経路の磁束は、前記第２の回転位置における前記内側の作動部材を方向づけるために有効である、項目１又は２に記載のバルブ。
４．  少なくともバルブ本体の一部は前記内側の作動部材を含む円筒状の部分を含み、
前記外側のアクチュエーターは、前記バルブ本体の前記円筒状の部分と同心の環状のベース部を含み、
前記第１の磁極部は、前記環状のベース部の第１の位置に配置され、
前記第２の磁極部は、前記環状のベース部の第２の位置に配置される、項目１〜３のいずれか１項に記載のバルブ。
５．  前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部は、磁石を含み、前記第１の磁極部が前記磁石のＮ極であり、前記第２の磁極部が前記磁石のＳ極である、項目１〜４のいずれか１項に記載のバルブ。
６．  前記空洞は、前記外側のアクチュエーターが前記内側の作動部材又は前記ステムに機械的に接続されないようにシールされる、項目１〜５のいずれかのバルブ。
７．  前記移動可能なバルブ部材によって離されている第１ポート及び第２ポートをさらに含む、項目１〜６のいずれか１項に記載のバルブ。
８．  少なくとも一つの追加的な磁石をさらに含み、
前記少なくとも一つの追加的な磁石は、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の前記磁界強度よりも強い第２の磁界強度を有し、チーターハンドルは前記バルブ本体の前記外側に接続されるような寸法及び形状を有する、項目１〜７のいずれか１項に記載のバルブ。
９．  透磁性の円錐状の部分を含み、前記透磁性の円錐状の部分は、
さらに第１面の第１ベース、及び前記第１面に平行な第２面の第２ベースを含み、
前記第２ベースは、前記第１面における前記第１ベースの面積に対して大きな前記第２面における面積を有し、前記第２ベースは、前記第１の磁極部に接続される、項目１〜８のいずれか１項に記載のバルブ。
１０．  前記外側のアクチュエーターは、前記バルブ本体から取り外し可能であり、前記バルブ本体は、前記外側のアクチュエーター、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部を加熱することなく加熱されることができる、項目１〜９のいずれか１項に記載のバルブ。
１１．  バルブであって、
前記バルブは、内側部分及び外側部分を有するバルブ本体であって、前記内側部分が空洞を定義するバルブ本体と、
開位置及び閉位置の間を移動可能な、移動可能なバルブ部材と、
強磁性の部分を有する内側の作動部材であって、前記空洞に配置される非永久的な磁石を含み、前記内側の作動部材は、前記移動可能なバルブ部材に動作可能に接続され、前記内側の作動部材の動きにより、前記開位置及び前記閉位置の間で前記移動可能なバルブ部材が移動するように駆動する内側の作動部材と、
前記バルブ本体の前記外側部分に接続された外側のアクチュエーターと、を含み、
前記外側のアクチュエーターは、
前記バルブ本体の前記外側部分に隣接する第１の磁極部と、
前記バルブ本体の前記外側部分に隣接する第２の磁極部と、を含み、磁束は、前記バルブの前記内側部分を通る磁束経路において、前記第１の磁極部から前記強磁性の部分を通って、前記第２の磁極部へ流れ、前記磁束は、前記外側のアクチュエーターの動きに対応して、前記内側の作動部材を動かすのに十分な強さを有する、バルブ。
１２．  前記内側の作動部材は、第１の磁石と並ぶ第１端部及び第２の磁石と並ぶ第２端部を有する長い部材を含む、項目１１に記載のバルブ。
１３．  前記磁束は、前記第１の磁石及び前記第２の磁石に対して第１の方向に前記内側の作動部材を方向づけるのに有効である、項目１１又は１２に記載のバルブ。
１４．前記外側の部材に対して前記内側の作動部材が並ぶ或る位置で、前記外側のアクチュエーターに対する前記内側の作動部材の他の位置よりも磁気抵抗が低くなる、項目１１〜１３のいずれか１項に記載のバルブ。
１５．  前記バルブ本体は、前記内側の作動部材を含む円筒状の部分を含み、
前記外側のアクチュエーターは、前記バルブ本体の前記円筒状の部分と同心の環状のベース部分を含み、
前記第１の磁石は、前記環状のベース部分の第１の部分に配置され、
前記第２の磁石は、前記環状のベース部分の第２の位置に配置される、項目１１〜１４のいずれか１項に記載のバルブ。
１６．  前記空洞は、前記外側のアクチュエーターが前記内側の作動部材又は前記ステムに機械的に接続されないようにシールされる、項目１１〜１５のいずれか１項に記載のバルブ。
１７．  前記第１の磁極部及び前記内側の作動部材に隣接する前記バルブ本体の一部の間に配置される透磁性の素材をさらに含み、前記第１の磁極部に隣接する透磁性の素材の第１の表面の第１の寸法は、前記第１の透磁性の素材の第２の寸法と対応し、前記透磁性の素材の第２の表面の第３の寸法は、前記内側の作動部材に隣接する前記バルブ本体の前記一部の第４の寸法に対応する、項目１１〜１６のいずれか１項に記載のバルブ。
１８．  バルブを磁性的に駆動する方法であって、前記方法は、
シールされたバルブ本体と、前記シールされたバルブ本体の内部に配置された内側の作動部材と、前記内側の作動部材に動作可能に接続されたバルブ部材と、を含むバルブを提供し、
外側のアクチュエーターを、前記シールされたバルブ本体の外側の領域に接続し、
前記外側のアクチュエーターは、前記シールされたバルブ本体に隣接する第１の磁極部と、前記シールされたバルブ本体に隣接する第２の磁極部と、を含み、
前記内側の作動部材を前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の磁界に曝すことで、前記内側の作動部材の少なくとも一部を磁性化し、
前記第１の磁極部から前記内側の作動部材を通って前記第２の磁極部へと流れる磁束を生成し、前記外側のアクチュエーターを回転させ、前記外側のアクチュエーターの回転により、前記磁束による前記内側の作動部材を対応して回転させ、
開位置及び閉位置の間で前記バルブ部材を移動させる、方法。
１９．  前記シールされたバルブ本体の前記外側の領域から前記外側のアクチュエーターを取り外し、
前記シールされたバルブ本体を加熱し、
前記シールされたバルブ本体が、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の定格の作動温度の範囲内の温度に達したことを判定し、
前記外側のアクチュエーターを、前記シールされたバルブ本体の前記外側の領域に接続する、項目１８に記載の方法。
２０．  前記外側のアクチュエーターの回転に応じて、前記シールされたバルブ本体を通る磁束経路の方向を変更することを含む、項目１８又は１９に記載の方法。
２１．  前記内側の作動部材に対して、前記外側のアクチュエーターが相対的に第１の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の間で第１の磁気抵抗があり、前記内側の作動部材に対して、前記外側のアクチュエーターが相対的に第２の回転位置にあるとき、前記第１の磁極部及び前記第２の磁極部の間で第２の磁気抵抗があり、前記第２の磁気抵抗は、前記第１の磁気抵抗よりも低い、項目１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【００５３】
ここで用いられ、ほかに示されない限り、「ａ」及び「ａｎ」は「一つ」、「少なくとも一つ」又は「一以上」であることを意味する。文脈によって他に要求されない限り、ここで用いられる単数形の用語は、複数も含むべきであり、複数形の用語は、単数も含むべきである。
【００５４】
文脈で他に明確に要求されない限り、詳細な説明及び特許請求の範囲全体で、「含む」、「含んでいる」等は、排他的又は徹底的な意味と反対の、包含的な意味であり、すなわち、「制限なく含む」という意味であると理解されるべきである。単数又は複数の数字を含む言葉もまた、それぞれ複数又は単数の数字を含む。また、用語「ここ」、「上」及び「下」及び類似した意味の言葉は、本明細書で用いられたときは、この明細書の全体に関して言及しているのであり、この明細書の特定の部分について言及しているのではない。
【００５５】
開示の実施形態の記述は、開示された正確な形式に徹底又は制限することを意図したものではない。説明的な目的で、ここに開示のために特定の実施形態や例示が述べられるが、本技術の当業者が認識するように、様々な同等の修正が開示の範囲内で可能である。そのような修正は、寸法の変更や及び／又は開示された実施形態に示される素材の変更を含むが、これに限定されない。
【００５６】
実施形態の特定の要素は、他の実施形態の要素と組み合わせるか、又は置き換えることができる。さらに、開示の特定の実施形態に関連した有利な効果がこれらの実施形態の文脈で述べられる一方、他の実施形態もまたそのような効果を奏してよい。また、すべての実施形態が、必ずしもそのような開示の範囲に入る効果を奏さなくてもよい。
【００５７】
したがって、添付のクレームの精神及び範囲内で発明は修正及び変更とともに実行されることができる。記述は、開示された正確な形式に発明を徹底し、制限することを意図しない。発明は、修正及び変更とともに実行され、発明は請求項及びその等価物によってのみ限定されることが理解されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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